《園林植物》項(xiàng)目1 植物的細(xì)胞與組織

項(xiàng)目一植物的細(xì)胞和組織《園林植物基礎(chǔ)》課堂教學(xué)CAI任務(wù)1細(xì)胞概述任務(wù)2植物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能任務(wù)3植物細(xì)胞的繁殖任務(wù)4植物的組織學(xué)習(xí)內(nèi)容1掌握植物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)、功能2掌握植物細(xì)胞的繁殖方式3掌握組織的形成和類型4掌握生物顯微鏡的使用和保養(yǎng)技術(shù)學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)1細(xì)胞概述1.1細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)與意義1.細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)1665年英國(guó)人R．Hooke首先發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞。1838~1839年，由德國(guó)植物學(xué)家M．J．Schleiden和動(dòng)物學(xué)家T．Schwann提出首次提出了細(xì)胞學(xué)說(shuō)2.細(xì)胞學(xué)說(shuō)：①植物和動(dòng)物的組織都是由細(xì)胞組成；②所有的細(xì)胞是由細(xì)胞分裂或融合而來(lái)；③卵和精子都是細(xì)胞；④一個(gè)細(xì)胞可以分裂而形成組織；⑤一切動(dòng)植物都是由細(xì)胞構(gòu)成的。３.評(píng)價(jià)：細(xì)胞學(xué)說(shuō)是十九世紀(jì)自然科學(xué)的三大發(fā)現(xiàn)之一（恩格斯）４.結(jié)論：

細(xì)胞是構(gòu)成生物體的基本單位，即細(xì)胞是植物的基本結(jié)構(gòu)單位、也是功能和遺傳的基本單位。1.2細(xì)胞的形態(tài)和大小

1.3原核細(xì)胞和真核細(xì)胞根據(jù)細(xì)胞核的不同：細(xì)胞原核細(xì)胞：僅有核域，無(wú)明顯核膜 如細(xì)菌、藍(lán)藻真核細(xì)胞：具有明顯的細(xì)胞核如大多數(shù)植物、一切動(dòng)物原核細(xì)胞真核細(xì)胞核區(qū)細(xì)胞核原核細(xì)胞和真核細(xì)胞的比較特征

原核細(xì)胞

真核細(xì)胞細(xì)胞大小較小(1-10μm)較大（10-100μm）細(xì)胞器無(wú)質(zhì)體、線粒體、高爾基、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)膜系統(tǒng)簡(jiǎn)單復(fù)雜細(xì)胞核無(wú)核膜、核仁有核膜、核仁染色體一個(gè)細(xì)胞只有一條染色體，DNA沒(méi)有和RNA、蛋白質(zhì)連在一起一個(gè)細(xì)胞有多條染色體，其DNA和RNA、蛋白質(zhì)連接細(xì)胞分裂

出芽或橫裂有絲分裂植物細(xì)胞細(xì)胞壁胞間層初生壁次生壁原生質(zhì)體質(zhì)膜胞基質(zhì)細(xì)胞器內(nèi)（后）含物貯藏物質(zhì)：淀粉粒、蛋白質(zhì)、脂類生理活性物質(zhì)：酶、維生素、抗生素等其它物質(zhì)：晶體、單寧、色素細(xì)胞的骨架，植物細(xì)胞特有細(xì)胞原生質(zhì)的具體表現(xiàn)形式隨著細(xì)胞的生長(zhǎng)發(fā)育，細(xì)胞內(nèi)出現(xiàn)液泡及新陳代謝的產(chǎn)物任務(wù)2細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能2.1原生質(zhì)體

原生質(zhì)體是細(xì)胞內(nèi)有生命活性的部分，是各種代謝活動(dòng)進(jìn)行的場(chǎng)所，包括細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核。

(1)細(xì)胞膜圖質(zhì)膜結(jié)構(gòu)模型（引自楊世杰，2000）作用：細(xì)胞膜是一種具有選擇性的半透膜，具有選擇透過(guò)的功能；細(xì)胞膜能向內(nèi)形成凹陷，吞噬外圍的液體(胞飲作用)和固體小顆粒(吞噬作用)；細(xì)胞膜還能使細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)排出細(xì)胞外(胞吐作用)；細(xì)胞膜還有參與細(xì)胞間信息傳遞和相互識(shí)別的功能。

(2)細(xì)胞質(zhì)胞基質(zhì)細(xì)胞器細(xì)胞骨架物質(zhì)：微管、微絲、中間絲、微梁雙層膜細(xì)胞器：線粒體、質(zhì)體（葉綠體、有色體、白色體）單層膜細(xì)胞器：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、液泡、溶酶體、微體非膜結(jié)構(gòu)細(xì)胞器：核糖體細(xì)胞質(zhì)如：淀粉粒、蛋白質(zhì)、脂類、晶體、單寧、色素等，是細(xì)胞產(chǎn)生的非原生質(zhì)物質(zhì)，主要儲(chǔ)藏于細(xì)胞質(zhì)和部分細(xì)胞器中。后含物作用：細(xì)胞質(zhì)含有胞基質(zhì)和細(xì)胞器。植物細(xì)胞的多種功能在此完成，如光合作用(葉綠體)、呼吸作用(線粒體)、蛋白質(zhì)合成(核糖體)、糖、脂、蛋白質(zhì)、核酸的代謝(胞基質(zhì)、液泡)等。

葉綠體

有色體有色體幼齡葉綠體葉綠體前質(zhì)體白色體光照光照前質(zhì)體和幼齡葉綠體可以通過(guò)分裂而增殖

質(zhì)體的分化白色體的功能和轉(zhuǎn)化線粒體

線粒體的功能：線粒體內(nèi)膜、脊、基粒以及基質(zhì)內(nèi)均含有與呼吸作用有關(guān)的酶，約100多種，線粒體呼吸釋放的能量，能透過(guò)膜轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞的其他部分，提供各種代謝活動(dòng)的需要；

線粒體被比喻為細(xì)胞中的“動(dòng)力工廠”。葡萄糖丙酮酸CO2和H2O糖酵解TCA循環(huán)細(xì)胞質(zhì)線粒體

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是分布于細(xì)胞質(zhì)中的網(wǎng)狀膜系統(tǒng)，由管狀、囊泡狀或片狀結(jié)構(gòu)的膜構(gòu)成。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)示意圖內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的電鏡照?qǐng)D內(nèi)質(zhì)網(wǎng)可分為兩種類型：粗糙型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)：外膜上結(jié)合有核蛋白體；參與蛋白質(zhì)的合成與運(yùn)輸功能

光滑型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)：外膜無(wú)結(jié)合核蛋白體；光滑型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)主要合成和運(yùn)輸類脂和多糖

高爾基體扁平囊cisterna由一疊扁平的囊組成的結(jié)構(gòu)，直徑約0.5—1μm，囊的邊緣產(chǎn)生囊狀管，相互交織成網(wǎng)狀。周圍由管通過(guò)縊縮斷裂，形成高爾基小泡，小泡可從高爾基體囊上分離出去。小泡vesicle功能：高爾基小泡中多含有糖類物質(zhì)，參與細(xì)胞壁的形成。

核糖體

即核糖核蛋白體，為非膜性的細(xì)胞器，是直徑為17～23nm的小橢圓形顆粒。它的主要成分是RNA和蛋白質(zhì)。在細(xì)胞質(zhì)中，它們可以游離狀態(tài)存在，也可以附著于粗糙型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的膜上。電鏡下的核糖體核糖體結(jié)構(gòu)模型核糖體是蛋白質(zhì)的合成場(chǎng)所，mRNA和tRNA只有與核糖體結(jié)合才能夠形成蛋白質(zhì)。液泡

組成：液泡膜細(xì)胞液功能：調(diào)節(jié)滲透壓儲(chǔ)藏功能花青素中性紫色酸性紅色堿性蘭色植物堿有機(jī)酸無(wú)機(jī)鹽液泡幼細(xì)胞成熟細(xì)胞

溶酶體

1955年deDuve與Novikoff首次發(fā)現(xiàn)溶酶體.它是單層膜圍繞、內(nèi)含多種水解酶類的囊泡狀細(xì)胞器，一般直徑為0.25—0.3μm。異溶作用：把細(xì)胞質(zhì)的其他組分吞噬進(jìn)去，在溶酶體內(nèi)進(jìn)行消化。自溶作用：通過(guò)本身膜的解體，把酶釋放到細(xì)胞質(zhì)中溶解細(xì)胞本身。溶酶體電鏡照片

圓球體

膜包裹著的圓球狀小體，直徑為0.1—1μm，染色反應(yīng)似脂肪。電子顯微鏡觀察指出，它的膜只具有一層電子不透明層（暗帶），而不象正常的單位膜具二個(gè)暗帶，因此，可能只是單位膜的一半。

一些由單層膜包圍的小體，直徑約0.5μm。現(xiàn)在了解到微體有二種：過(guò)氧化物酶體和乙醛酸循環(huán)體

微體

過(guò)氧化物酶體存在于高等植物葉肉細(xì)胞內(nèi)，它與葉綠體、線粒體相配合，參與乙醇酸循環(huán)，將光合作用過(guò)程中產(chǎn)生的乙醇酸轉(zhuǎn)化成已糖。過(guò)氧化物酶乙醛酸循環(huán)體：與圓球體和線粒體相配合，把儲(chǔ)藏的脂肪轉(zhuǎn)化成糖類，出現(xiàn)在油料種子萌發(fā)時(shí)。微管和微絲：是細(xì)胞內(nèi)二種重要的非膜性細(xì)胞器，分別呈管狀和纖絲狀，構(gòu)成了細(xì)胞內(nèi)的骨骼支架，又稱為細(xì)胞骨架。熒光染色的微管蕨精子的微管帶鞭毛中的微管結(jié)構(gòu)微管微管是直徑約25nm，其中管壁厚4—5nm，中心是電子透明的空腔。微絲微管中間纖維

(3)細(xì)胞核細(xì)胞核的功能：細(xì)胞核具有攜帶遺傳物質(zhì)的基本單位(基因)于染色體上；在核仁中合成核糖體亞單位；控制植物體的遺傳性狀的功能。

2.2細(xì)胞壁圖細(xì)胞壁的分層A．松管胞的橫切面，示細(xì)胞壁的分層結(jié)構(gòu)B．A圖的部分放大：1．胞間層2．初生壁3、4、5．次生壁的外、中、內(nèi)三層細(xì)胞壁具有多種功能：細(xì)胞壁維持了細(xì)胞的形態(tài)；保護(hù)了原生質(zhì)，減少蒸騰，防止病蟲(chóng)侵害；細(xì)胞壁還參與植物體吸收、分泌、運(yùn)輸活動(dòng)；另外，細(xì)胞壁在細(xì)胞生長(zhǎng)調(diào)控、細(xì)胞識(shí)別中具有重要作用。細(xì)胞壁的特殊結(jié)構(gòu)—紋孔圖具緣紋孔的類型及紋孔對(duì)A．單紋孔B．單紋孔對(duì)C．具緣紋孔對(duì)D．半具緣紋孔對(duì)E．具緣紋孔

紋孔的構(gòu)造和類型2.3細(xì)胞后含物后含物：植物細(xì)胞在新陳代謝過(guò)程中產(chǎn)生一些貯藏物質(zhì)、代謝中間產(chǎn)物以及廢物等。主要有：1、淀粉2、蛋白質(zhì)3、油和脂肪4、晶體5、單寧和色素

細(xì)胞壁的特殊結(jié)構(gòu)—胞間連絲2.4細(xì)胞壁的特化角質(zhì)化木質(zhì)化栓質(zhì)化礦質(zhì)化課堂小結(jié)思考題

從結(jié)構(gòu)和功能兩個(gè)方面說(shuō)明植物細(xì)胞是一個(gè)有機(jī)的統(tǒng)一體植物的個(gè)體生長(zhǎng)是細(xì)胞的繁殖、增大和分化的結(jié)果無(wú)絲分裂有絲分裂減數(shù)分裂

三種分裂方式數(shù)目增加體積增加功能分化任務(wù)3植物細(xì)胞的繁殖3.1細(xì)胞周期

細(xì)胞周期：是指從上一次細(xì)胞分裂結(jié)束開(kāi)始到下一次細(xì)胞分裂結(jié)束所經(jīng)歷的時(shí)間，分為間期和分裂期。間期G1期：DNA合成前期，主要合成RNA、蛋白質(zhì)和磷脂等。S期：DNA合成期，主要進(jìn)行DNA的復(fù)制和組蛋白的合成。G2期：DNA合成后期，對(duì)分裂期進(jìn)行了物質(zhì)和能量的準(zhǔn)備。

3.2有絲分裂前期：染色質(zhì)濃縮成染色體，核膜核仁消失，紡錘絲出現(xiàn)。中期：紡錘體完全形成，染色體排列在赤道板上。末期：形成二子核，進(jìn)行胞質(zhì)分裂，形成兩個(gè)新細(xì)胞。后期：每個(gè)染色體的兩條染色單體在紡錘絲的牽引下由赤道板移向兩極。

3.3無(wú)絲分裂棉花胚乳游離核時(shí)期

3.4減數(shù)分裂

是一種特殊的有絲分裂，在兩次連續(xù)的核分裂中，DNA只復(fù)制一次，因此，所形成的子細(xì)胞的染色體數(shù)目只有原母細(xì)胞的一半，是植物在有性生殖過(guò)程中形成性細(xì)胞前所進(jìn)行的細(xì)胞分裂。減數(shù)分裂包括兩次連續(xù)的分裂，即減數(shù)分裂Ⅰ和減數(shù)分裂Ⅱ。（一）第一次減數(shù)分裂間期前期I(細(xì)線期)前期I(偶線期)同源染色體配對(duì)——聯(lián)會(huì)★同源染色體：形態(tài)大小相同、結(jié)構(gòu)相似、一條來(lái)自父本,一條來(lái)自母本，其上載有等位基因的一對(duì)染色體。前期I(粗線期)非姐妹染色單體之間發(fā)生部分片段的交換，出現(xiàn)交叉現(xiàn)象?！徊姹徽J(rèn)為是粗線期交換發(fā)生的細(xì)胞形態(tài)學(xué)證據(jù)。前期I(雙線期)前期I(終變期)中期I后期I末期I末期I前期II中期II

后期II末期II（二）第二次減數(shù)分裂植物細(xì)胞減數(shù)分裂模式圖1．細(xì)胞期2．偶線期3．粗線期4．雙線期5．終變期6．中期Ⅰ7．后期Ⅰ8．末期Ⅰ9．前期Ⅱ10．中期Ⅱ11．后期Ⅱ12．末期Ⅱ

有絲分裂與減數(shù)分裂的比較植物細(xì)胞三種分裂方式比較

發(fā)生部位分裂過(guò)程分裂特點(diǎn)無(wú)絲分裂有絲分裂減數(shù)分裂低等植物及高等植物的不正常生長(zhǎng)部位核仁分裂--核分裂--細(xì)胞質(zhì)分裂分裂過(guò)程簡(jiǎn)單，分裂速度快，消耗能量少根尖、莖尖、形成層間、前、中、后、末五個(gè)時(shí)期一個(gè)母細(xì)胞分裂為兩個(gè)子細(xì)胞，子細(xì)胞的染色體數(shù)目不變性細(xì)胞產(chǎn)生前一次特殊的分裂方式包括兩次連續(xù)的分裂方式一個(gè)母細(xì)胞分裂為兩個(gè)子細(xì)胞，子細(xì)胞的染色體數(shù)目減半任務(wù)4植物的組織

4.1植物組織的概念植物組織是指由來(lái)源相同，形態(tài)、結(jié)構(gòu)、功能相同或相似的細(xì)胞組成的細(xì)胞群。這些細(xì)胞在空間上緊密排列在一起，形態(tài)、結(jié)構(gòu)相似，共同行使相同的功能。4.2植物組織的類型植物組織簡(jiǎn)單組織原生分生組織初生分生組織次生分生組織頂端分生組織側(cè)生分生組織居間分生組織分生組織按在植物體內(nèi)的位置分為按發(fā)生來(lái)源和性質(zhì)分為成熟組織基本組織（薄壁組織、營(yíng)養(yǎng)組織）保護(hù)組織：表皮、周皮機(jī)械組織輸導(dǎo)組織分泌組織厚角組織厚壁組織纖維石細(xì)胞導(dǎo)管、管胞篩管（伴胞）、篩胞內(nèi)分泌組織外分泌組織復(fù)合組織：維管束有限維管束：韌皮部、木質(zhì)部無(wú)限維管束：具形成層分生組織是指位于植物體的特定部位，具有持續(xù)性、周期性進(jìn)行細(xì)胞分裂能力的組織。細(xì)胞小、排列緊密、細(xì)胞核大而明顯。成熟組織是由分生組織分裂產(chǎn)生的細(xì)胞，經(jīng)過(guò)細(xì)胞生長(zhǎng)、分化、逐漸喪失分生能力，形成具有特定形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理功能的組織。（1)保護(hù)組織概念：是位于植物體表的一類組織，位于植物根、莖、葉、花、果實(shí)、種子的表面，對(duì)植物體起保護(hù)作用的組織。特點(diǎn)：細(xì)胞形態(tài)較小，細(xì)胞之間排列緊密，細(xì)胞與外界接觸的細(xì)胞面有角質(zhì)膜。

分類：根據(jù)來(lái)源和形態(tài)結(jié)構(gòu)的不同，可分為初生保護(hù)組織(表皮)和次生保護(hù)組織(周皮)兩類。（2）基本組織分布：根、莖的皮層，髓；葉的葉肉組織；種子的胚乳；果實(shí)的果肉組織中。是植物體內(nèi)分布最多、最廣的組織。特點(diǎn)：細(xì)胞大且排列疏松，有明顯的細(xì)胞間隙。功能具有儲(chǔ)藏、吸收、通氣、同化、輸送等功能。（3）機(jī)械組織分布：位于植物根、莖、葉的表皮下方，尤其是正在生長(zhǎng)的莖和經(jīng)常擺動(dòng)的葉柄、花梗的表皮下方，另外，在果實(shí)和種子中也有分布。特點(diǎn)：機(jī)械組織細(xì)胞壁有不同程度的加厚，細(xì)胞形狀各異。作用：機(jī)械組織具有支持加固的作用。分類：機(jī)械組織厚角組織厚壁組織纖維石細(xì)胞

（4）輸導(dǎo)組織分布：在植物的根、莖、葉、花、果實(shí)廣泛分布。功能：有輸導(dǎo)水分、礦質(zhì)和同化產(chǎn)物的功能。分類：

輸導(dǎo)組織根據(jù)形態(tài)和功能的不同分為：輸導(dǎo)組織導(dǎo)管、管胞篩管（伴胞）、篩胞輸導(dǎo)水分、礦質(zhì)輸導(dǎo)同化產(chǎn)物

（5）分泌結(jié)構(gòu)（組織）概念：是植物體中能產(chǎn)生特殊分泌物質(zhì)的有關(guān)細(xì)胞或特化細(xì)胞的組合。分布：位于植物的體表和體內(nèi)。分類：形態(tài)結(jié)構(gòu)各異，可分為：分泌組織內(nèi)分泌組織外分泌組織分泌細(xì)胞分泌腔（囊）分泌道乳汁管腺毛腺鱗鹽腺蜜腺排水器